兔角膜生物力學性能測量及其相關影響因素的研究.pdf

1、本研究分為兩部分。
　　 第一部分 加壓兔角膜前表面與后表面所測生物力學性能的比較
　　 目的:研究比較膨脹法加壓兔角膜前表面與后表面所測生物力學性能的差異，為角膜各向異性特征提供矢狀面方向上的證據(jù)，以及為眼壓讀數(shù)的準確校正提供參考數(shù)據(jù)。
　　 方法:利用計算機隨機數(shù)字生成法將16只日本大耳白兔隨機分成A、B兩組:A組12只，隨機選取A組中每只兔子的一只角膜膨脹法加壓后表面（角膜后表面加壓組，n=12），另一只角

2、膜膨脹法加壓前表面（角膜前表面加壓組，n=12），測量角膜頂點的前突位移值和滯后量，然后采用有限元分析法獲得角膜的應力-應變關系、正切彈性模量值。B組4只，用于測量角膜上皮層厚度以及刮除角膜上皮層后的剩余基質(zhì)床厚度，所得結果用于進行角膜數(shù)學模型的建立。實驗開始前測量角膜的厚度、直徑和眼內(nèi)壓，排除眼壓＞21mmHg的兔子。兩組角膜厚度、直徑、眼壓、正切彈性模量和滯后量的比較均采用配對-t檢驗。
　　 結果:后表面加壓組和前表面加壓

3、組的中央角膜厚度分別為393±32μm和392±31μm，周邊角膜厚度分別為370±21μm和370±25μm，平均角膜直徑分別為13.29±0.23mm和13.30±0.22mm，所有兔子的眼內(nèi)壓測量值均在10-15mmHg之間。統(tǒng)計學結果顯示，兩組平均角膜厚度、角膜直徑和眼內(nèi)壓之間的比較，差異均無統(tǒng)計學意義(P=0.935，P=0.879和P=0.368)。角膜的應力-應變呈非線性關系，正切彈性模量和應力之間呈直線關系。后表面加壓組

4、的角膜正切彈性模量明顯大于前表面加壓組，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)。在0.004 MPa、0.008MPa和0.016 MPa下，前表面加壓組角膜的硬度分別是后表面加壓組角膜硬度的70.0±10.7％，68.8±12.2％和68.6±12.6％。后表面加壓組和前表面加壓組角膜的滯后量值分別為1.99±0.46 mm.mmHg和2.39±0.64 mm.mmHg，且差異有統(tǒng)計學意義(P=0.018)。
　　 結論:加壓角膜后

5、表面所呈現(xiàn)的硬度明顯大于加壓前表面。角膜作為非線性粘彈性組織，不僅在冠狀面上表現(xiàn)出區(qū)域硬度的非一致性，而且在矢狀面上也表現(xiàn)出硬度的非一致性。本實驗研究結果，對今后眼壓計讀數(shù)的合理校正、對眼反應分析儀原理的正確理解以及角膜數(shù)學模型的準確建立均具有重要的指導意義。
　　 第二部分 0.1％氟米龍滴眼液對兔角膜生物力學性能的影響
　　 目的:研究0.1％氟米龍滴眼液長期點眼對兔角膜生物力學性能的影響，探討角膜生物力學性能變化的

6、可能機制以及在圓錐角膜、青光眼等疾病中的作用。
　　 方法:利用計算機隨機數(shù)字生成法將56只日本大耳白兔隨機分成三組（點氟米龍組24只、點上清液組16只和空白對照組16只）。點氟米龍組:選取每只兔子的一只眼滴0.1％氟米龍滴眼液，一天四次點8周。點上清液組:選取每只兔子的一只眼滴0.1％氟米龍滴眼液離心后的上清液，一天四次點8周?？瞻讓φ战M:未給予兔眼任何處理。在點藥期間，每周測量一次各組兔子的眼內(nèi)壓，排除眼壓＞21mmHg的兔

7、子。8周后處死兔子，剜出眼球，測量每組兔子的角膜中央和周邊厚度以及角膜直徑。采用膨脹法測量每組兔子角膜的前突位移值，然后采用有限元分析法獲得角膜的應力-應變關系和正切彈性模量值。采用酶聯(lián)免疫吸附測定法（ELISA法）測定各組兔角膜的MMP-2和MMP-9的水平。采用透射電鏡觀察各組兔子角膜基質(zhì)的超微結構變化。三組角膜厚度、角膜直徑之間的比較采用單因素方差分析。三組角膜正切彈性模量值之間的比較采用非參數(shù)Kruskal-Wallis H檢驗

8、，并采用Nemenyi檢驗進行組間兩兩比較，以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。
　　 結果:除了點氟米龍組有3只兔子的眼壓＞21mmHg外，其余兔子的眼壓均在11～18mmHg之間。單因素方差分析結果顯示，三組角膜厚度之間的比較，差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.1)。點氟米龍組、點上清液組和空白對照組的角膜直徑測量結果分別為13.83±0.15mm、13.74±0.22mm和13.71±0.11mm。單因素方差分析結果顯示，三組角膜

9、直徑之間的比較，差異無統(tǒng)計學意義(P=0.236)。非參數(shù)Kruskal-Wallis H檢驗結果顯示，三組角膜正切彈性模量在不同應力水平下的比較，差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)。采用Nemenyi法兩兩比較結果顯示，點氟米龍組角膜正切彈性模量值明顯小于點上清液組和空白對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），而點上清液組和空白對照組之間的比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.1）。與點上清液組和空白對照組相比，點氟米龍組角膜的正切彈性模

10、量值平均下降了約34.2％和33.5％。點氟米龍組角膜基質(zhì)MMP-2和MMP-9的濃度均高于點上清液組和空白對照組。透射電鏡下觀察三組角膜基質(zhì)的超微結構變化，
　　 結果顯示，點氟米龍組的角膜膠原纖維密度較點上清液組和空白對照組有所下降，膠原纖維之間排列疏松、間隙增大，點上清液組與空白對照組角膜膠原纖維束密度之間的比較差異不大。
　　 結論:本研究發(fā)現(xiàn)，長期給兔眼滴0.1％氟米龍滴眼液會造成角膜的生物力學性能降低。其作用